高強度チタン合金板の室温成形性

チタンプレートは、高強度、軽量、優れた構造剛性という利点が広く知られています。 高強度チタン合金Ti-6Al-4Vは航空分野だけでなく、自動車や化学などの産業分野でも使用されています。

Ti{{0}}Al-4V 合金シートは室温での成形性が非常に限られており、成形後のスプリングバックが大きいため、従来のスタンピングや圧力成形に多くの問題が生じます。 Ti-6Al-4V 合金シートの成形限界は増加し、高温でのスプリングバックは減少しますが、コスト削減の点では室温成形には依然として大きな利点があります。 ローリングフォーミングは、回転ロールを使用して金属ブランクを徐々に変形させてワークピースを作成する成形方法であり、高強度で成形性が限られた構造部品の成形に適しており、主に自動車産業で使用されることが増えています。超高張力鋼、高張力鋼などの成形に用いられます。圧延時の材料のスプリングバック角が小さく、スプリングバックを簡単な方法で補償できるため、転造成形はTiの成形に有効な方法です{{ 5}}Al-4V 合金シート、室温。 この目的のために、Ossama et al. は、室温で 820 度で焼鈍した後の厚さ 2 mm の高強度 Ti{9}}Al-4V 合金シートの成形とスプリングバック挙動に関する実験室研究を実施しました。 実験用に選択したTi-6Al-4V合金板の元の組織は93.86%の等軸相と6.14%の相で構成され、平均粒径は1.3μmでした。 ±0.7μm。 室温引張試験の結果は、その異方性が大きく、圧延方向に対して45度のとき、試験片の降伏強さは最も低く、伸びは高く、極限強度に達すると試験片はすぐに骨折。 成形限界試験は、直径60mmの半球パンチを備えた装置で実施します。 4台の高度なCCDカメラを備えた光学ひずみ測定システム「Autogrid Vario」を使用して、各試験片の完全な変形履歴を記録します。 異なるひずみ経路の変形挙動は、異なる試験片形状を設計することによってテストされます。 実験の結果、すべてのサンプルが半球パンチの上部で突然破断し、破断前に明らかなネッキング現象が見られなかったことがわかり、合金の室温成形性が非常に制限されていることを示しました。 室温での曲げおよび圧延中のTi-6Al-4V合金シートの変形挙動を比較分析した。 その結果、振り子折り曲げ試験とVダイ曲げ試験の最小曲げ半径は9mmであるのに対し、圧延形状の最小曲げ半径は7.51mmであり、15%以上増加していることがわかりました。 ロール形状は、単純な曲げ成形よりも小さな半径寸法を形成でき、スプリングバックが少なくなります。 これは主に、圧延成形が多段階の累積変形プロセスであり、徐々に複数の変形を行うことで亀裂の成長を抑制し、同時に材料の変形を通常の 1 回の変形よりも完全なものにすることができるためです。 さらに、高張力鋼の圧延工程でよく発生する形状欠陥は、Ti-6Al-4V 合金の成形プロセスでは比較的まれです。 圧延は、航空および自動車構造部品用の高強度チタン合金板を室温で形成するための有望なプロセス ソリューションであることがわかります。